زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی میزان افت وزنی سنگ‌دانه‌ها در آزمایش لس آنجلس در محیط‌‌های مختلف در دو منطقۀ دیره و دماوند

نویسندگان
1 دانشگاه خوارزمی، دانشکدۀ علوم زمین، گروه زمین‌شناسی کاربردی
2 دانشگاه شهید بهشتی، دانشکدۀ مهندسی عمران، آب و محیط زیست، گروه ژئوتکنیک
چکیده
شناخت عوامل مؤثر بر مقاومت سایشی سنگ‌دانه­ها تأثیر زیادی در پی­جویی سنگ‌دانه‌هایی با مقاومت سایشی مناسب دارد. در این پژوهش ارتباط محیط­های زمین­شناسی با مقاومت سایشی سنگ‌دانه­ها، بررسی شده است. نمونه­برداری از سه محیط واریزه­ای، مخروط­افکنه­ای و رودخانه­ای در دو منطقۀ دشت دیره با سنگ­های آهکی و منطقه دماوند با سنگ­های آتشفشانی انجام شده است. آزمایش­های سایش لس­آنجلس، تخلخل و درصد سنگ‌دانه­های دارای ریز­ترک روی نمونه­های برداشت شده از محیط­های مختلف انجام شد. نتایج نشان می­دهد که کم‌ترین میزان افت وزنی در محیط­های رودخانه­ای به‌میزان 7/23 و 42 و بیش‌ترین میزان افت وزنی در محیط­های واریزه­ای به‌میزان 3/49 و 48 به‌ترتیب در منطقۀ دیره و دماوند دیده می­شود. محیط­های مخروط­افکنه­ای نیز حالتی حدواسط این دو را دارند. با افزایش مساحت و طول مسیر جریان در حوزۀ بالادست مخروط­افکنه­ها میزان افت وزنی کاهش می­یابد. تفاوت میزان افت وزنی در محیط­های مختلف به‌علت تفاوت در میزان ریزترک، تخلخل و قشر هوازده ایجاد شده بر سنگ‌دانه­ها است. شدت اختلاف میزان افت وزنی در دو منطقۀ دماوند و دشت دیره با هم متفاوت است به‌گونه­ای که میزان افت وزنی سنگ‌دانه­های واریزه­ای دشت دیره دو برابر سنگ‌دانه­های رودخانه­ای در همان منطقه است در حالی که در منطقه دماوند این اختلاف حدود 11 درصد است. این تفاوت می­تواند ناشی شدت درزه­داری کم‌تر و در نتیجه تفاوت کم‌تر درزه­داری سنگ‌دانه­های موجود در محیط‌های مختلف در منطقه دماوند باشد.
کلیدواژه‌ها

1. Kosmatka S. H., Wilson, M. L., "Design and control of concrete mixtures", 16th edition, Portland Cement Association (2016). 2. Wu Y., Parker F., Kandhal K., "Aggregate toughness/abrasion resistance and durability/soundness tests related to asphalt concrete performance in pavements", Alabama: Auburn University, NCAT Report No: 98-4, (1998). 3. Wilson D. J. "An Analysis of the Seasonal and Short-Term Variation of Road Pavement Skid Resistance, Department of Civil and Environmental Engineering", The University of Auckland (2006). 4. Chen X. H, Wang D. W. "Fractal and spectral analysis of aggregate surface profile in polishing process", Wear, 271(2011) 2746-50. 5. Kane M., Artamendi I., Scarpas T., "Long-term skid resistance of asphalt surfacings: correlation between Wehner-Schulze friction values and the mineralogical composition of the aggregates", Wear, 303 (2013) 235-43. 6. Liu Y. W., Yen T., Hsu T. H., "Abrasion erosion of concrete by water-borne sand", Cement and Concrete Research, 36 (2006) 1814-20. 7. Papenfus N., "Applying Concrete Technology to Abrasion Resistance", Proceedings of the 7th International Conference on Concrete Block Paving, Sun City, South Africa (2003). 8. Liu T. C., "Abrasion resistance of concrete", ACI Journal Proceedings, 78 (29) (1981) 341-50. 9. Laplante P., Aitcin P. C., Vrzina D., "Abrasion resistance of concrete", ASCE: Journal of Materials in Civil Engineering, 3 (1) (1991) 19-28. 10. De Larrard F., Belloc A., "The influence of aggregate on the compressive strength of normal and high strength concrete", ACI Materials Journal, 94-M49 (1997) 417-425. 11. Kılıc A., Atis C. D., Teymen A., Karahan O., Ozcan F., Bilim C., Ozdemir M., "The influence of aggregate type on the strength and abrasion resistance of high strength concrete", Cement and Concrete Composites, 30 (4) (2008) 290-296. 12. Ramesh Kumar G. B., Sharma U. K., "Abrasion resistance of concrete containing marginal aggregates", Construction and Building Materials, 66 (2014) 712-722. 13. Kazi A., Al-Mansour Z. R., "Influence of geological factors on abrasion and soundness characteristics of aggregates", Engineering Geology, 15 (1980) 195-203. 14. Ugur I., Demirdag S., Yavuz H., "Effect of rock properties on the Los Angeles abrasion and impact test characteristics of the aggregates", Materials Characterization, 61 (2010) 90-96. 15. Smith M. R., Collis L., "Aggregates: sand, gravel and crushed rock aggregates for construction purposes (third edition)", The Geological Society of London, (2001) 339. 16. Alexander M., Mindess S., "Aggregate in concrete", Taylor & Francis (2005). 17. Kahraman S., Fener M., "Predicting the Los Angeles abrasion loss of rock aggregates from the uniaxial compressive strength", Materials Letters, 61 (2007) 4861-4865. 18. Bald S., Rosauer V., "Modelling the ups and downs of the skid resistance of road surfaces, 6th Symposium on Pavement Surface Characteristics (SURF 2008)", Darmstadt (2008). 19. Vernik L., Bruno M., Bovberg C., "Empirical relations between compressive strength and porosity of siliciclastic rocks", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 30 (7) (1993) 677-680. 20. Pappalardo G., Punturo R., Mineo S., Contrafatto L., "The role of porosity on the engineering geological properties of 1669 lavas from Mount Etna", Engineering Geology, 221 (2017) 16-28. 21. Capik M., Yilmaz A. O., "Modeling of Micro Deval Abrasion Loss Based on Some Rock Properties", Journal of African Earth Sciences, (2017) In press. 22. Karaca Z., Deliormanli A. H., Elci H., Pamukcu C., "Effect of freeze-thaw process on the abrasion loss value of stones", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 47 (7) (2010) 1207-1211. 23. Dresen G., Guéguen Y., "Damage and rock physical properties, In: Guéguen Y., Boutéca M., editors. Mechanics of Fluid-Saturated Rocks", Amsterdam: Elsevier, (2004)169-217. 24. Paterson M. S, Wong T-f. "Experimental rock deformation-The brittle field", 2nd ed. New York: Springer (2005). 25. Baud P., Wong T-F., Zhu W., "Effect of porosity and crack density on the compressive strength of rocks", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 67 (2014) 202-212. 26. Ayakwash G. F., "Effect of weathering and alteration on point load and slake durability indices and the characterization of the debris flow at the Questa mine", Taos county, New mexico, thesis, New Mexico Institute of Mining and Technology, Socorro (2009). 27. Nunoo S., McLemore V. T., Fakhimi A., Ayakwah G., "The effect of weathering on particle shape of Questa mine material", Society of Mining, Metallurgy and Exploration Annual Convention, preprint Feb (2009). 28. Bahrami S., Fatemi Aghda S. M., Bahrami K., Motamedi Rad M., Poorhashemi S., "Effects of weathering and lithology on the quality of aggregate in the alluvial fans of northeast Rivand, Sabzevar, Iran", Geomorphology, 241 (2015) 19-30. 29. ASTM C131-03, "Standard test method for resistance to degradation of small-size coarse aggregate by abrasion and impact in the Los Angeles machine", Annual Book of ASTM Standards, vol. 04.02, (1990) Philadelphia, PA. 30. ASTM D2216-10, "Standard test methods for laboratory determination of water (moisture) content of soil and rock by mass", Annual Book of ASTM Standards, vol. 04.08, (1990), Philadelphia, PA. 31. ASTM C 702-98., "Standard practice for reducing samples of aggregate to testing size", Annual Book of ASTM Standards, vol. 04.02 (2003). 32. Karimi H., Raeisi E., Bakalowicz M., "Characterizing the main karst aquifers of the Alvand basin, Northwest of Zagros, Iran, by a hydrogeochemical approach". Hydrogeology Journal, 13 (2005) 787-799. 33. Bahrami S., "Tectonic controls on the morphometry of alluvial fans around Danehkhoshk anticline, Zagros, Iran", Geomorphology, 180-181 (2013) 217-230. 34. امامی محمد‌هاشم، "آتشفشان دماوند و فعالیت‌های احتمالی آن"، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور (1368). 35. انتظام ع.، مهرنوش م.، "زمین‌شناسی و سنگ‌شناسی دماوند و اطراف آن (البرز مرکزی-ایران)"، آلن باخ، پتر، سازمان زمین‌شناسی کشور (1349). 36. مقیم ع.، "کوهنوردی در ایران"، تهران، انتشارات روزنه (1381). 37. Talling P. J., "Self-organization of river networks to threshold states", Water Resources Research 36 (4) (2000) 1119-1128. 38. Snyder N. P., Whipple K. X., Tucker G. E., Merritts D. M., "Channel response to tectonic forcing: field analysis of stream morphology and hydrology in the Mendocino triple junction region, northern California", Geomorphology, 53 (2003) 97-127. 39. Tucker G. E., Hancock G. R., "Modelling landscape evolution", Earth Surface Processes and Landforms, 35 (2010) 28-50.